Стандартные смеси вредных веществ с воздухом

В ходе экоаналитических измерений возникает проблема приготовления градуировочных и стандартных смесей вредных веществ с воздухом, которая является сложной задачей. Газоанализаторы и хроматографы не­обходимо градуировать и контролировать в процессе работы (для проверки линейности динамического диапа­зона при различных концентрациях), для чего необходим исходный газ. Без таких смесей не обойтись и при исследованиях различных реакций и процессов (например, абсорбции, окисления, восстановления и т.п.), при оценке эффективности сорбентов, поглотительных растворов, катализаторов.

Смеси вредных веществ с воздухом должны удовлетворять следующим требованиям:

1. стабильность, т.е. обеспечение концентрации измеряемого компонента в течение длительных периодов времени;

2. достаточность количества смеси, довольно много её требуется для градуировки непрерывно дейст­вующих газоанализаторов;

3. точность определения состава смеси должна быть в три раза выше точности отградуированного прибо­ра. При приготовлении смесей должны использоваться фундаментальные количественные характеристики (масса, температура, давление), источники погрешностей и их значения должны быть точно определены.

Газовые смеси подразделяют на технические, технологические (ТГС), поверочные (ПГС), образцовые (ОГС), эталонные (ЭГС) и государственные стандартные образцы (ГСО).

ТГС применяют в тех случаях, когда не требуется удовлетворения особым метрологическим требованиям, а технологические газовые смеси необходимы для осуществления тонких технологических процессов, при ко­торых решающую роль играет газовый состав.

ПГС - средство сравнения, необходимое при градуировке и поверке рабочих газоанализаторов и устано­вок, при оценке точности аналитических методов. Для приготовления ПГС применяют исходные газы с чисто­той основного компонента от 99,9 до 99,95 %.

ОГС служат для поверки образцовых аналитических приборов и адекватного использования в других об­ластях науки и техники. Для приготовления ОГС необходимы исходные газы с чистотой основного компонента не менее 99,99 %.

ЭГС - качественно отличная метрологическая категория ГС, предназначенная для поверки установок высшей точности.

ГСО являются разновидностью стандартных образцов состава вещества, находящихся в газообразном со­стоянии, и представляют собой меру концентрации. ГСО, содержащие микроконцентрации газов, пока в России практически не выпускают, хотя проводится их разработка.

Для создания смесей, подлежащих хранению и транспортированию, используют серийно выпускаемые по­верочные газовые смеси (ПГС) - стандартные образцы состава.

Смеси выпускают в баллонах под давлением, в которых дозированы компоненты смесей в различных со­отношениях: О₂, Н₂, N₂, 8О₂, NH₃, СО, СО₂, СН₄, С₃Н₈, фреон-12, фреон-114В2 (в качестве нулевого газа ис­пользуют гелий, аргон, азот, воздух).

ПГС предназначены для градуировки, аттестации и поверки средств измерений содержания компонентов в газовых средах, аттестации методик выполнения измерений, а также для контроля правильности результатов измерений, выполняемых по стандартизованным или аттестованным методикам.

ПГС получают путём смешивания исходных чистых газов в заданных соотношениях, выпускают две кате­гории ПГС: государственные стандартные образцы (ГСО) и отраслевые стандартные образцы (ОСО). ПГС имеют три разряда в зависимости от допускаемой погрешности: нулевой, первый и второй.

Ограниченность номенклатуры выпускаемых ПГС на фоне подавляющего большинства веществ, обла­дающих нестабильными (не поддаются хранению и транспортировке) или агрессивными свойствами, делают актуальной проблему приготовления таких смесей непосредственно перед анализом.

Приспособления для приготовления смесей вредных веществ с воздухом могут быть классифицированы по многим признакам:

1. методу приготовления - статические, динамические, экспоненциальные, импульсные и баллонные;

2. конструктивному исполнению - стационарные, переносные, встроенные (входящие в состав прибора и связанные с ним конструктивно);

3. номенклатуре приготовляемых смесей - универсальные (типовые), индивидуальные и комбинирован­ные (система индивидуальных дозаторов);

4. количеству компонентов - дозаторы газовых смесей, парогазовых смесей и аэрозолей;

5. содержанию водяных паров - дозаторы сухих и увлажнённых смесей;

6. способу разбавления - одноступенчатые и многоступенчатые;

7. характеру преобразования исходных компонентов - дозаторы без предварительного преобразования и с предварительным преобразованием (химические микродозаторы);

8. области применения - общепромышленные, лабораторные и специального назначения.